KR20170032195A - Plasma processing apparatus - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

The present invention relates to a plasma processing device, which uniformly radiates ion of plasma to a substrate to be processed on a platform from an oblique direction. The plasma processing device comprises: a processing container; a platform installed within the processing container and having a substrate arranged thereon; a plasma generation device attached to the processing container to be faced with the platform and configured to supply electronic energy for generating plasma into the processing container; a grid member or a plurality of bar-shaped members installed in a position close to the platform than the intermediate position between the platform and the plasma generation device; and a moving device configured to relatively move the grid member or the plurality of bar-shaped members, and the platform.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}PLASMA PROCESSING APPARATUS

본 발명의 여러 가지 측면 및 실시형태는, 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.Various aspects and embodiments of the present invention are directed to a plasma processing apparatus.

반도체의 제조 프로세스에서는, 박막의 퇴적 또는 에칭 등을 목적으로 한 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 장치가 널리 이용되고 있다. 플라즈마 처리 장치는, 예컨대 박막의 퇴적 처리를 행하는 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치나, 에칭 처리를 행하는 플라즈마 에칭 장치를 들 수 있다.BACKGROUND ART [0002] In a semiconductor manufacturing process, a plasma processing apparatus for carrying out a plasma process for the purpose of depositing or etching a thin film is widely used. Examples of the plasma processing apparatus include a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus for depositing a thin film, and a plasma etching apparatus for performing an etching treatment.

플라즈마 처리 장치는, 피처리 기판을 처리하기 위한 처리 용기, 처리 용기 내에 피처리 기판을 설치하는 배치대 등을 구비한다. 또한, 플라즈마 처리 장치는, 배치대에 대향하여 처리 용기에 부착되고, 처리 용기 내의 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위해, 마이크로파, RF파 등의 전자(電磁) 에너지를 공급하는 플라즈마 생성 기구 등을 구비한다.The plasma processing apparatus includes a processing vessel for processing a substrate to be processed, a placement table for placing a substrate to be processed in the processing vessel, and the like. Further, the plasma processing apparatus is equipped with a plasma generation mechanism or the like which is attached to the processing chamber so as to face the stage and which supplies electromagnetic (electromagnetic) energy such as a microwave or an RF wave in order to generate a plasma of the processing gas in the processing chamber do.

그런데, 플라즈마 처리 장치에서는, 플라즈마 중의 이온이 피처리 기판에 대하여 수직 방향으로부터 입사되기 때문에, 피처리 기판에 대하여 손상을 부여하는 경우가 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치가 플라즈마 CVD 장치인 경우, 플라즈마 중의 이온이 피처리 기판에 대하여 수직 방향으로부터 입사되면 성막성이 저하될 가능성이 있다. 예컨대, 플라즈마 CVD 장치가, 트렌치가 형성된 피처리 기판에 대하여 성막 처리를 행하는 경우를 상정한다. 이 경우, 플라즈마 중의 이온이 피처리 기판에 대하여 수직 방향으로부터 입사되면, 트렌치의 측부에서는, 트렌치의 바닥부에 비하여, 조사되는 이온의 양이, 적어지기 때문에, 성막 속도가 낮아지는 경우가 있다.Incidentally, in the plasma processing apparatus, since the ions in the plasma are incident from the direction perpendicular to the substrate, there is a case where the substrate is damaged. When the plasma processing apparatus is a plasma CVD apparatus, if the ions in the plasma are incident on the substrate to be processed from a perpendicular direction, there is a possibility that film forming property is lowered. For example, it is assumed that the plasma CVD apparatus performs the film forming process on the substrate to be processed on which the trench is formed. In this case, when the ions in the plasma are incident from the direction perpendicular to the substrate to be processed, the amount of ions to be irradiated is smaller at the side of the trench than at the bottom of the trench.

이것에 대하여, 배치대와 플라즈마 생성 기구의 중간 위치에 복수의 도체 막대를 설치하고, 복수의 도체 막대의 주위에 형성되는 자장을 이용하여 플라즈마 중의 전자를 선택적으로 피처리 기판측으로 가속시킴으로써, 피처리 기판으로 입사되는 이온의 양을 증대시키는 기술이 있다.On the other hand, by providing a plurality of conductor rods at intermediate positions between the placing table and the plasma generating mechanism and selectively accelerating the electrons in the plasma toward the target substrate using a magnetic field formed around the plurality of conductor rods, There is a technique for increasing the amount of ions incident on the substrate.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-12285호 공보[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-12285

그러나, 종래 기술에서는, 배치대 상의 피처리 기판에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시키는 것까지는 고려되고 있지 않다.However, in the prior art, it is not considered to uniformly introduce ions in the plasma from the oblique direction into the target substrate on the stage.

즉, 복수의 도체 막대를 이용하여 피처리 기판에 입사되는 이온의 양을 증대시키는 기술에서는, 플라즈마 중의 이온이 피처리 기판에 대하여 수직 방향으로부터 입사되기 때문에, 여전히, 피처리 기판에 대한 손상이 발생할 우려나, 성막성이 저하될 우려가 있다.That is, in the technique of increasing the amount of ions incident on the target substrate by using a plurality of conductor rods, the ions in the plasma are incident from the direction perpendicular to the target substrate, There is a fear of concern and the film-forming property may deteriorate.

여기서, 배치대 상의 피처리 기판에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 입사시키는 것을 생각할 수 있다. 단, 단순히 배치대 상의 피처리 기판에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 입사시키면, 피처리 기판 전체면에 대하여, 균일한 플라즈마 처리를 행하는 것이 곤란해진다. 예컨대, 플라즈마 처리 장치가 플라즈마 CVD 장치인 경우, 플라즈마 밀도가 불균일하기 때문에, 이온이 피처리 기판의 트렌치의 측부에 경사 방향으로부터 불균일하게 조사되고, 피처리 기판의 둘레 방향을 따라 성막 속도의 균일성이 유지되지 않는다. 이 때문에, 배치대 상의 피처리 기판에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시킬 것이 요구되고 있었다.Here, it is conceivable that the ions in the plasma are incident on the substrate to be processed on the placing table from the oblique direction. However, when the ions in the plasma are incident on the target substrate on the placement table from the oblique direction, it becomes difficult to perform the uniform plasma treatment on the entire surface of the target substrate. For example, when the plasma processing apparatus is a plasma CVD apparatus, since the plasma density is uneven, the ions are irradiated unevenly from the oblique direction on the side of the trench of the substrate to be processed and uniformity of the film forming rate along the circumferential direction of the substrate to be processed Is not maintained. For this reason, it has been required to uniformly introduce ions in the plasma from the oblique direction onto the substrate to be processed on the stage.

개시된 플라즈마 처리 장치는, 하나의 실시양태에 있어서, 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 설치되고, 기판이 배치되는 배치대와, 상기 배치대에 대향하여 상기 처리 용기에 부착되고, 플라즈마를 생성하기 위한 전자 에너지를 상기 처리 용기 내로 공급하는 플라즈마 생성 기구와, 상기 배치대와 상기 플라즈마 생성 기구의 중간 위치보다 상기 배치대에 가까운 위치에 설치된 격자형 부재 또는 복수의 막대형 부재와, 상기 격자형 부재 또는 상기 복수의 막대형 부재와, 상기 배치대를 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 갖는다.The disclosed plasma processing apparatus is, in one embodiment, a plasma processing apparatus comprising a processing vessel, an arrangement base disposed in the processing vessel and disposed with the substrate disposed therebetween, A plurality of lattice members or a plurality of rod members provided at positions closer to the placement table than an intermediate position between the placement table and the plasma generation mechanism; The plurality of rod-shaped members, and a moving mechanism for relatively moving the placement stand.

개시된 플라즈마 처리 장치의 하나의 양태에 따르면, 배치대 상의 피처리 기판에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시킬 수 있다는 효과를 발휘한다.According to one aspect of the disclosed plasma processing apparatus, it is possible to uniformly introduce ions in the plasma from the oblique direction into the substrate to be processed on the placing table.

도 1은 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 나타낸 종단면도이다.
도 2는 일 실시형태에 있어서의 복수의 막대형 부재의 설치 양태를 나타낸 평면도이다.
도 3은 일 실시형태에 있어서의 회전 시일 기구의 구성의 개략을 나타낸 종단면도이다.
도 4a는 일 실시형태에 있어서의 복수의 막대형 부재와 서셉터의 상대 이동에 의한 플라즈마 처리의 균일화의 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 일 실시형태에 있어서의 복수의 막대형 부재와 서셉터의 상대 이동에 의한 플라즈마 처리의 균일화의 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4c는 일 실시형태에 있어서의 복수의 막대형 부재와 서셉터의 상대 이동에 의한 플라즈마 처리의 균일화의 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment.
Fig. 2 is a plan view showing the manner in which a plurality of rod-shaped members are installed in one embodiment. Fig.
3 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the rotation seal mechanism in one embodiment.
4A is a view for explaining the mechanism of the uniformity of the plasma processing by the relative movement of the plurality of rod members and the susceptor in one embodiment.
Fig. 4B is a view for explaining a mechanism of the uniformity of the plasma processing by the relative movement of the plurality of rod members and the susceptor in one embodiment. Fig.
4C is a view for explaining the mechanism of the uniformization of the plasma processing by the relative movement of the plurality of rod members and the susceptor in one embodiment.

이하, 도면을 참조하여 여러 가지 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 나타낸 종단면도이다. 또한, 일 실시형태에서는, 플라즈마 처리 장치(1)에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposiotion) 처리를 행하고, 상기 웨이퍼(W)의 표면에 예컨대 SiN막(실리콘질화막)을 형성하는 경우를 예를 들어 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.Hereinafter, various embodiments will be described with reference to the drawings. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment. In one embodiment, a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) process is performed on the surface of the wafer W by the plasma processing apparatus 1, and an SiN film (silicon nitride film) is deposited on the surface of the wafer W Will be described. In the present specification and drawings, constituent elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

플라즈마 처리 장치(1)는, 내부를 기밀하게 유지하는 처리 용기(2)를 갖고 있다. 처리 용기(2)는 상면이 개구된 대략 원통형의 본체부(2a)와, 본체부(2a)의 개구를 기밀하게 막는 대략 원반형의 덮개(2b)를 갖고 있다. 본체부(2a) 및 덮개(2b)는, 예컨대 알루미늄 등의 금속으로 형성되어 있다. 또한, 본체부(2a)는 접지선(도시하지 않음)에 의해 접지되어 있다.The plasma processing apparatus 1 has a processing vessel 2 that keeps the interior thereof airtight. The processing container 2 has a substantially cylindrical main body 2a having an opened upper surface and a substantially disk-shaped lid 2b sealing airtightly the opening of the main body 2a. The main body 2a and the lid 2b are made of metal such as aluminum. The main body 2a is grounded by a ground wire (not shown).

처리 용기(2) 내에는, 피처리 기판인 웨이퍼(W)가 배치되는 배치대로서의 서셉터(10)가 설치되어 있다. 서셉터(10)는, 예컨대 원반 형상을 갖고 있다. 서셉터(10)에는, 정합기(11)를 통해 바이어스용의 고주파 전원(12)이, 후술하는 슬립 링(100)을 통해 접속되어 있다. 고주파 전원(12)은, 웨이퍼(W)에 인입되는 이온의 에너지를 제어하는 데 알맞은 일정한 주파수, 예컨대 13.56 MHz의 고주파 전력(바이어스 전력)을 출력한다. 또한, 도시하지 않지만, 서셉터(10)에는, 웨이퍼(W)를 정전 흡착하기 위한 정전척이 설치되어 있고, 웨이퍼(W)를 서셉터(10) 상에 정전 흡착할 수 있다. 또한, 서셉터(10)의 내부에는 히터(13)가 설치되고, 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 가열할 수 있다. 히터(13)에 대한 전력의 공급도 후술하는 슬립 링(100)을 통해 행해진다.In the processing vessel 2, a susceptor 10 serving as a placement stand where a wafer W to be a target substrate is disposed is provided. The susceptor 10 has, for example, a disc shape. A high frequency power source 12 for bias is connected to the susceptor 10 through a matching device 11 via a slip ring 100 to be described later. The high frequency power supply 12 outputs a constant frequency, for example, 13.56 MHz high frequency power (bias power) suitable for controlling the energy of ions introduced into the wafer W. Although not shown, an electrostatic chuck for electrostatically attracting the wafer W is provided on the susceptor 10, and the wafer W can be electrostatically adsorbed on the susceptor 10. A heater 13 is provided inside the susceptor 10 to heat the wafer W to a predetermined temperature. Power supply to the heater 13 is also performed through a slip ring 100 to be described later.

또한, 서셉터(10)의 아래쪽에는, 웨이퍼(W)를 아래쪽에서 지지하여 승강시키기 위한 승강핀(14)이 설치되어 있다. 승강핀(14)은, 서셉터(10)를 상하 방향으로 관통하는 관통 구멍(10a)을 삽입 관통하고, 서셉터(10)에 대하여 자유롭게 이동할 수 있고 또한 서셉터(10)의 상면으로부터 돌출 가능하도록, 서셉터(10)의 두께보다 길게 형성되어 있다. 승강핀(14)의 아래쪽에는, 승강핀을 위쪽으로 누르는 리프트 아암(15)이 설치되어 있다. 리프트 아암(15)은, 승강 기구(16)에 의해 자류롭게 승강할 수 있도록 구성되어 있다. 승강핀(14)은 리프트 아암(15)과는 접속되어 있지 않고, 리프트 아암(15)을 강하시키면, 승강핀(14)과 리프트 아암(15)과는 떨어진 상태가 된다. 승강핀(14)의 상단부(14a)는, 관통 구멍(10a)보다 큰 직경을 갖고 있다. 그 때문에 승강핀(14)은, 리프트 아암(15)이 아래쪽으로 후퇴하여도 관통 구멍(10a)으로부터 탈락하지 않고, 서셉터(10)에 걸린 상태가 된다. 또한, 관통 구멍(10a)의 상단에는, 승강핀(14)의 상단부(14a)보다 직경과 두께가 큰 오목부(10b)가 형성되어 있고, 승강핀(14)이 서셉터(10)에 걸린 상태에서, 상단부(14a)가 서셉터(10)의 상면으로부터 돌출되지 않도록 되어 있다. 또한, 도 1에 있어서는, 리프트 아암(15)이 강하하고, 승강핀(14)이 서셉터(10)에 걸린 상태를 도면으로 나타내고 있다.Further, below the susceptor 10, there is provided a lifting pin 14 for supporting the wafer W from below to lift it. The lifting pin 14 is inserted into the through hole 10a penetrating the susceptor 10 in the vertical direction and can freely move with respect to the susceptor 10 and can be projected from the upper surface of the susceptor 10 The thickness of the susceptor 10 is longer than the thickness of the susceptor 10. A lift arm 15 is provided below the lift pin 14 to press the lift pin upward. The lift arm 15 is constructed so that it can ascend and descend freely by the lifting mechanism 16. The lift pin 14 is not connected to the lift arm 15 and when the lift arm 15 is lowered, the lift pin 14 and the lift arm 15 are separated from each other. The upper end portion 14a of the lift pin 14 has a larger diameter than the through hole 10a. The lift pin 14 is held in the susceptor 10 without falling off from the through hole 10a even if the lift arm 15 is retracted downward. A concave portion 10b having a greater diameter and a greater thickness than the upper end 14a of the lift pin 14 is formed at the upper end of the through hole 10a and the lift pin 14 is engaged with the susceptor 10 The upper end portion 14a is prevented from protruding from the upper surface of the susceptor 10. As shown in Fig. 1, a state in which the lift arm 15 is lowered and the lift pins 14 are caught by the susceptor 10 is shown in the figure.

서셉터(10)의 상면에는, 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 환상의 포커스 링(17)이 설치되어 있다. 포커스 링(17)에는 예컨대 세라믹스 혹은 석영 등의 절연성 재료가 이용된다. 처리 용기(2) 내에 발생한 플라즈마는, 상기 포커스 링(17)의 작용에 의해 웨이퍼(W) 상에 수속하고, 이에 따라, 웨이퍼(W) 면 내에 있어서의 플라즈마 처리의 균일성이 향상된다.On the upper surface of the susceptor 10, an annular focus ring 17 is provided so as to surround the wafer W. The focus ring 17 is made of an insulating material such as ceramics or quartz. The plasma generated in the processing vessel 2 is converged on the wafer W by the action of the focus ring 17 and thereby the uniformity of the plasma processing in the plane of the wafer W is improved.

서셉터(10)는, 그 하면의 중앙부를, 예컨대 중심부가 중공인 원통 형상을 갖는 지지축(20)에 의해 지지되어 있다. 지지축(20)은 아래쪽으로 수직으로 연신되고, 처리 용기(2)의 본체부(2a)의 바닥면을 상하 방향으로 관통하여 설치되어 있다. 지지축(20)은, 서셉터(10)와 접촉하는 상부축(20a)과, 상부축(20a)의 하단에 설치된 플랜지(21)를 통해 상기 상부축(20a)에 접속된 하부축(20b)을 갖고 있다. 상부축(20a) 및 하부축(20b)은, 예컨대 절연 부재에 의해 형성되어 있다.The susceptor 10 is supported at its central portion by a support shaft 20 having, for example, a cylindrical shape with a hollow central portion. The support shaft 20 is vertically extended downward and is provided so as to penetrate the bottom surface of the main body portion 2a of the processing container 2 in the vertical direction. The support shaft 20 has an upper shaft 20a in contact with the susceptor 10 and a lower shaft 20b connected to the upper shaft 20a through a flange 21 provided at the lower end of the upper shaft 20a ). The upper shaft 20a and the lower shaft 20b are formed by, for example, insulating members.

처리 용기(2)의 본체부(2a)의 바닥부에는, 예컨대 본체부(2a)의 측방으로 돌출되어 배기실(30)이 형성되어 있다. 배기실(30)의 바닥면에는, 처리 용기(2) 내부를 배기하는 배기 기구(31)가, 배기관(32)을 통해 접속되어 있다. 배기관(32)에는, 배기 기구(31)에 의한 배기량을 조정하는 조정 밸브(33)가 설치되어 있다.An exhaust chamber 30 is formed at the bottom of the main body 2a of the processing container 2 so as to protrude laterally from the main body 2a, for example. An exhaust mechanism 31 for exhausting the inside of the processing container 2 is connected to the bottom surface of the exhaust chamber 30 through an exhaust pipe 32. The exhaust pipe 32 is provided with an adjusting valve 33 for adjusting the exhaust amount by the exhaust mechanism 31.

배기실(30)의 위쪽이며, 서셉터(10)의 아래쪽에는, 처리 용기(2) 내부를 균일하게 배기하기 위한 원환형의 배플판(34)이, 지지축(20)의 외측면과 소정의 간극을 두고 설치되어 있다. 배플판(34)에는, 상기 배플판(34)을 두께 방향으로 관통하는 개구(도시하지 않음)가 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다.An annular baffle plate 34 for uniformly discharging the interior of the processing vessel 2 is provided below the susceptor 10 above the exhaust chamber 30 and between the outer surface of the support shaft 20 and a predetermined As shown in Fig. The baffle plate 34 is formed with an opening (not shown) passing through the baffle plate 34 in the thickness direction over the entire circumference.

처리 용기(2)의 천장면 개구부에는, 플라즈마 생성용의 마이크로파를 공급하는 마이크로파 공급부(3)가 설치되어 있다. 마이크로파 공급부(3)는 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)(radial line slot antenna)를 갖고 있다. 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)는, 서셉터(10)에 대향하여 처리 용기(2)에 부착되어 있다. 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)는, 마이크로파 투과판(41), 슬롯판(42), 지파판(43)을 갖고 있다. 마이크로파 투과판(41), 슬롯판(42), 지파판(43)은, 이 순서로 아래에서부터 적층하여, 처리 용기(2)의 본체부(2a)의 개구부에 설치되어 있다. 지파판(43)의 상면은, 덮개(2b)에 의해 덮여 있다. 또한, 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)는, 그 중심이 지지축(20)의 회전 중심과 대략 일치한 위치에 배치되어 있다.A microwave supply part 3 for supplying a microwave for plasma generation is provided in the opening of the ceiling surface of the processing vessel 2. The microwave supplying unit 3 has a radial line slot antenna 40. [ The radial line slot antenna 40 is attached to the processing vessel 2 in opposition to the susceptor 10. The radial line slot antenna 40 has a microwave transmitting plate 41, a slot plate 42, and a wave plate 43. The microwave transmitting plate 41, the slot plate 42 and the chopping plate 43 are stacked from below in this order and provided at the opening of the main body 2a of the processing container 2. [ The upper surface of the wiper plate 43 is covered with a lid 2b. The center of the radial line slot antenna 40 is disposed at a position substantially coincident with the center of rotation of the support shaft 20.

마이크로파 투과판(41)과 본체부(2a) 사이는, 예컨대 O링 등의 시일재(도시하지 않음)에 의해 기밀하게 유지되고 있다. 마이크로파 투과판(41)에는 유전체, 예컨대 석영, Al2O3, AlN 등이 이용되고, 마이크로파 투과판(41)은 마이크로파를 투과시킨다.The space between the microwave transmitting plate 41 and the main body 2a is kept airtight by a sealing material (not shown) such as an O-ring. A dielectric such as quartz, Al 2 O 3 , AlN or the like is used for the microwave transmitting plate 41, and the microwave transmitting plate 41 transmits microwaves.

마이크로파 투과판(41)의 상면에 설치된 슬롯판(42)에는 복수의 슬롯이 형성되고, 슬롯판(42)은 안테나로서 기능한다. 슬롯판(42)에는, 도전성을 갖는 재료, 예컨대 구리, 알루미늄, 니켈 등이 이용된다.A plurality of slots are formed in the slot plate 42 provided on the upper surface of the microwave transmitting plate 41, and the slot plate 42 functions as an antenna. As the slot plate 42, a conductive material such as copper, aluminum, or nickel is used.

슬롯판(42)의 상면에 설치된 지파판(43)은, 저손실 유전체 재료, 예컨대 석영, Al2O3, AlN 등에 의해 구성되어 있고, 마이크로파의 파장을 단축시킨다.The wave plate 43 provided on the upper surface of the slot plate 42 is made of a low-loss dielectric material such as quartz, Al 2 O 3 , AlN or the like, and shortens the wavelength of the microwave.

지파판(43)의 상면을 덮는 덮개(2b)는, 그 내부에 예컨대 냉각 매체를 유통시키는 원환형의 유로(45)가 복수 형성되어 있다. 유로(45)를 흐르는 냉각 매체에 의해, 덮개(2b), 마이크로파 투과판(41), 슬롯판(42) 및 지파판(43)이 소정의 온도로 조절된다.In the lid 2b covering the upper surface of the wiper plate 43, a plurality of annular channels 45 for circulating the cooling medium, for example, are formed therein. The lid 2b, the microwave transmitting plate 41, the slot plate 42 and the wave plate 43 are adjusted to a predetermined temperature by the cooling medium flowing through the flow path 45. [

덮개(2b)의 중앙부에는 동축 도파관(50)이 접속되어 있다. 동축 도파관(50)의 상단부에는, 직사각형 도파관(51) 및 모드 변환기(52)를 통해 마이크로파 발생원(53)이 접속되어 있다. 마이크로파 발생원(53)은, 처리 용기(2)의 외부에 설치되어 있고, 예컨대 2.45 GHz의 마이크로파를 발생시킬 수 있다.A coaxial waveguide 50 is connected to the center of the lid 2b. A microwave generating source 53 is connected to the upper end of the coaxial waveguide 50 through a rectangular waveguide 51 and a mode converter 52. The microwave generating source 53 is provided outside the processing vessel 2 and can generate microwaves of, for example, 2.45 GHz.

동축 도파관(50)은, 내부 도체(54)와 외부관(55)을 갖고 있다. 내부 도체(54)는, 슬롯판(42)과 접속되어 있다. 내부 도체(54)의 슬롯판(42)측은 원추형으로 형성되고, 슬롯판(42)에 대하여 마이크로파를 효율적으로 전파하도록 되어 있다.The coaxial waveguide 50 has an inner conductor 54 and an outer tube 55. The inner conductor 54 is connected to the slot plate 42. The inner conductor 54 is formed in a conical shape on the side of the slot plate 42 so as to efficiently propagate microwaves to the slot plate 42. [

이러한 구성에 의해, 마이크로파 발생원(53)으로부터 발생한 마이크로파는, 직사각형 도파관(51), 모드 변환기(52), 동축 도파관(50) 내를 순차 전파하고, 지파판(43)에서 압축되어 단파장화된다. 그리고, 슬롯판(42)으로부터 원편파형의 마이크로파가, 마이크로파 투과판(41)을 투과하여 처리 용기(2) 내에 조사된다. 이 마이크로파에 의해 처리 용기(2) 내에서는 처리 가스가 플라즈마화하고, 이 플라즈마에 의해 웨이퍼(W)의 플라즈마 처리가 행해진다. 또한, 마이크로파 투과판(41), 슬롯판(42) 및 지파판(43), 즉, 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)는, 서셉터(10)에 대향하여 처리 용기(2)에 부착되고, 플라즈마를 생성하기 위한 전자 에너지를 공급하는 플라즈마 생성 기구의 일례에 해당한다.With this configuration, the microwave generated from the microwave generating source 53 propagates sequentially through the rectangular waveguide 51, the mode converter 52, and the coaxial waveguide 50, and is compressed by the wave plate 43 to become short wavelength. A circularly polarized microwave is transmitted from the slot plate 42 through the microwave transmitting plate 41 and irradiated into the processing container 2. [ In the processing vessel 2, the processing gas is converted into plasma by the microwave, and the plasma processing of the wafer W is performed by the plasma. The microwave transmitting plate 41, the slot plate 42 and the wave plate 43, that is, the radial line slot antenna 40 are attached to the processing container 2 so as to face the susceptor 10, And corresponds to an example of a plasma generating mechanism for supplying electron energy for generating a plasma.

또한, 서셉터(10)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)의 중간 위치보다 서셉터(10)에 가까운 위치에는, 복수의 막대형 부재(46)가 설치된다. 복수의 막대형 부재(46)는, 예컨대, 세라믹스 또는 석영 등의 절연성 재료에 의해 형성된다.A plurality of rod members 46 are provided at positions closer to the susceptor 10 than intermediate positions between the susceptor 10 and the radial line slot antenna 40. The plurality of rod members 46 are formed of an insulating material such as ceramics or quartz.

도 2는 일 실시형태에 있어서의 복수의 막대형 부재의 설치 양태를 나타낸 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 막대형 부재(46)는, 서셉터(10)에 대하여 평행한 방향을 따라 서셉터(10)의 위쪽을 횡단한 상태로 처리 용기(2)에 고정되어 있다. 복수의 막대형 부재(46)와, 서셉터(10)의 거리는, 복수의 막대형 부재(46)의 피치(P) 이하로 설정되고, 예컨대, 1∼5 ㎝로 설정된다.Fig. 2 is a plan view showing the manner in which a plurality of rod-shaped members are installed in one embodiment. Fig. 2, the plurality of the rod members 46 are fixed to the processing vessel 2 in a state transverse to the upper side of the susceptor 10 along a direction parallel to the susceptor 10 have. The distance between the plurality of the rod members 46 and the susceptor 10 is set to be equal to or smaller than the pitch P of the plurality of rod members 46 and is set to, for example, 1 to 5 cm.

도 1의 설명으로 되돌아간다. 처리 용기(2)의 본체부(2a) 바닥부의 하단면, 즉 처리 용기(2)의 외부에는, 지지축(20)과 본체부(2a) 사이를 기밀하게 막고, 또한 수직축을 중심으로 지지축(20)을 통해 서셉터(10)를 회전시키는 회전 시일 기구(35)가 설치되어 있다. 회전 시일 기구(35)는, 서셉터(10)를 회전시킴으로써, 복수의 막대형 부재(46)에 대하여 서셉터(10)를 이동시킨다. 회전 시일 기구(35)는, 복수의 막대형 부재(46)와, 서셉터(10)를 상대적으로 이동시키는 이동 기구의 일례에 해당한다. 이 회전 시일 기구(35)의 상세한 내용에 대해서는 후술한다.Returning to the description of Fig. The support shaft 20 is hermetically sealed between the support shaft 20 and the main body 2a in the lower end surface of the bottom portion of the main body 2a of the processing vessel 2, And a rotation seal mechanism 35 for rotating the susceptor 10 through the rotation shaft 20 is provided. The rotary seal mechanism 35 rotates the susceptor 10 to move the susceptor 10 to the plurality of rod members 46. The rotary seal mechanism 35 corresponds to an example of a plurality of rod members 46 and a moving mechanism for relatively moving the susceptor 10. Details of the rotation seal mechanism 35 will be described later.

처리 용기(2)의 천장면 중앙부, 즉 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)의 중앙부에는, 제1 처리 가스 공급관(60)이 설치되어 있다. 제1 처리 가스 공급관(60)은 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)를 상하 방향으로 관통하고, 상기 제1 처리 가스 공급관(60)의 일단부는 마이크로파 투과판(41)의 하면에서 개구되어 있다. 또한, 제1 처리 가스 공급관(60)은 동축 도파관(50)의 내부 도체(54)의 내부를 관통하고, 모드 변환기(52) 내부를 더 삽입 관통하고 있다. 상기 제1 처리 가스 공급관(60)의 타단부는 제1 처리 가스 공급원(61)에 접속되어 있다.A first process gas supply pipe 60 is provided at the central portion of the ceiling surface of the processing vessel 2, that is, at the center of the radial line slot antenna 40. The first process gas supply pipe 60 penetrates the radial line slot antenna 40 in the vertical direction and one end of the first process gas supply pipe 60 is opened at the lower surface of the microwave transmitting plate 41. The first process gas supply pipe 60 penetrates the inside of the inner conductor 54 of the coaxial waveguide 50 and further penetrates the inside of the mode converter 52. The other end of the first process gas supply pipe (60) is connected to the first process gas supply source (61).

제1 처리 가스 공급원(61)은, 처리 가스로서, 예컨대 TSA(트리실릴아민), N2 가스, H2 가스, Ar 가스를 각각 개별로 공급 가능하게 구성되어 있다. 이 중, TSA, N2 가스, H2 가스는 SiN막의 성막용 원료 가스이고, Ar 가스는 플라즈마 여기용 가스이다. 또한, 이하에 있어서, 이 처리 가스를 「제1 처리 가스」라고 하는 경우가 있다. 또한, 제1 처리 가스 공급관(60)에는, 제1 처리 가스의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(62)이 설치되어 있다. 제1 처리 가스 공급원(61)으로부터 공급된 제1 처리 가스는, 제1 처리 가스 공급관(60)을 통해 처리 용기(2) 내에 공급되고, 서셉터(10)에 배치된 웨이퍼(W)를 향해 아래쪽으로 수직으로 흐른다.The first process gas supply source 61 is configured such that TSA (trisilylamine), N 2 gas, H 2 gas, and Ar gas can be supplied individually as the process gas. Of these, TSA, N 2 gas, and H 2 gas are source gases for forming a SiN film, and Ar gas is a gas for plasma excitation. Hereinafter, this process gas may be referred to as a " first process gas ". The first process gas supply pipe 60 is provided with a supply device group 62 including a valve for controlling the flow of the first process gas, a flow rate control unit, and the like. The first process gas supplied from the first process gas supply source 61 is supplied into the process vessel 2 through the first process gas supply pipe 60 and flows toward the wafer W placed on the susceptor 10 It flows vertically downward.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 처리 용기(2)의 상부의 내주면에는 제2 처리 가스 공급관(70)이 설치되어 있다. 제2 처리 가스 공급관(70)은, 처리 용기(2)의 내주면을 따라 등간격으로 복수 설치되어 있다. 제2 처리 가스 공급관(70)에는, 제2 처리 가스 공급원(71)이 접속되어 있다. 제2 처리 가스 공급원(71)의 내부에는, 처리 가스로서, 예컨대 TSA(트리실릴아민), N2 가스, H2 가스, Ar 가스가 각각 개별로 공급 가능하게 구성되어 있다. 또한, 이하에 있어서, 이 처리 가스를 「제2 처리 가스」라고 하는 경우가 있다. 또한, 제2 처리 가스 공급원(71)에는, 제2 처리 가스의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(72)이 설치되어 있다. 제2 처리 가스 공급원(71)으로부터 공급된 제2 처리 가스는, 제2 처리 가스 공급관(70)을 통해 처리 용기(2) 내에 공급되고, 서셉터(10)에 배치된 웨이퍼(W)의 외주부를 향해 흐른다. 이와 같이, 제1 처리 가스 공급관(60)으로부터의 제1 처리 가스는 웨이퍼(W)의 중심부를 향해 공급되고, 제2 처리 가스 공급관(70)으로부터의 제2 처리 가스는 웨이퍼(W)의 외주부를 향해 공급된다.1, a second process gas supply pipe 70 is provided on the inner circumferential surface of the upper portion of the process container 2. [ A plurality of the second process gas supply pipes 70 are provided at regular intervals along the inner peripheral surface of the process container 2. [ A second process gas supply source 71 is connected to the second process gas supply pipe 70. TSA (trisilylamine), N 2 gas, H 2 gas, and Ar gas can be individually supplied to the inside of the second processing gas supply source 71 as processing gases. Hereinafter, this process gas may be referred to as a " second process gas ". The second process gas supply source 71 is provided with a supply device group 72 including a valve for controlling the flow of the second process gas, a flow rate control unit, and the like. The second processing gas supplied from the second processing gas supply source 71 is supplied into the processing vessel 2 through the second processing gas supply pipe 70 and is supplied to the outer peripheral portion of the wafer W disposed on the susceptor 10 Lt; / RTI > The first process gas from the first process gas supply pipe 60 is supplied toward the center of the wafer W and the second process gas from the second process gas supply pipe 70 is supplied to the outer periphery of the wafer W. [ .

또한, 제1 처리 가스 공급관(60)과 제2 처리 가스 공급관(70)으로부터 처리 용기(2) 내에 각각 공급되는 처리 가스는, 동종의 가스여도 좋고, 다른 종류의 가스여도 좋으며, 각각 독립된 유량으로, 혹은 임의의 유량비로 공급할 수 있다.The process gas supplied from the first process gas supply pipe 60 and the second process gas supply pipe 70 into the processing vessel 2 may be the same kind of gas or different kinds of gas, , Or at any flow rate.

다음에, 회전 시일 기구(35)에 대해서 상세히 설명한다. 도 3은 일 실시형태에 있어서의 회전 시일 기구의 구성의 개략을 나타낸 종단면도이다. 회전 시일 기구(35)는, 베어링(80)을 통해 지지축(20)을 유지하는 케이싱(81)과, 케이싱의 하단에 접속된 로터리 조인트(82)와, 지지축(20)을 회전시키는 회전 구동 기구(83)를 갖고 있다.Next, the rotation seal mechanism 35 will be described in detail. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the rotation seal mechanism in one embodiment. The rotary seal mechanism 35 includes a casing 81 for holding the support shaft 20 through the bearing 80, a rotary joint 82 connected to the lower end of the casing, And has a driving mechanism 83.

케이싱(81)은, 그 내경이 지지축(20)의 외경보다 큰 개구(81a)를 갖고 있고, 지지축(20)의 하부축(20b)은, 이 개구(81a) 내에 삽입 관통되어 있다. 케이싱(81)의 상단부는, 예컨대 도시하지 않은 볼트 등에 의해, 처리 용기(2)의 본체부(2a)의 바닥부에 고정되어 있고, 케이싱(81)의 상단부와 본체부(2a)의 하단면 사이는, 예컨대 O링(도시하지 않음) 등에 의해 기밀하게 유지되어 있다.The casing 81 has an opening 81a whose inner diameter is larger than the outer diameter of the support shaft 20 and the lower shaft 20b of the support shaft 20 is inserted into the opening 81a. The upper end portion of the casing 81 is fixed to the bottom portion of the main body portion 2a of the processing container 2 by a bolt or the like not shown and the upper end portion of the casing 81 and the lower end surface of the main body portion 2a For example, an O-ring (not shown) or the like.

케이싱(81) 상부의 내주면에는, 하부축(20b)과 케이싱(81) 사이의 간극으로부터의 마이크로파 누설을 방지하기 위한 초크(84)가 전체 둘레에 걸쳐 환상으로 설치되어 있다. 초크(84)는, 예컨대 단면 형상이 직사각형인 슬릿형으로 형성되어 있다. 또한, 초크(84)의 길이(L)는, 마이크로파의 누설을 막을 목적으로, 마이크로파의 파장의 대략 1/4 정도의 길이로 설정되어 있다. 또한, 초크(84)의 내부에 유전체 등을 충전한 경우, 초크(84)의 길이(L)는 반드시 마이크로파의 파장의 1/4로 할 필요는 없다.A choke 84 for preventing microwave leakage from the gap between the lower shaft 20b and the casing 81 is provided annularly on the inner peripheral surface of the upper portion of the casing 81 over the entire circumference. The choke 84 is formed, for example, in a slit shape having a rectangular sectional shape. The length L of the choke 84 is set to a length of about 1/4 of the wavelength of the microwave for the purpose of preventing microwave leakage. In addition, when a dielectric or the like is filled in the choke 84, the length L of the choke 84 does not necessarily have to be 1/4 of the wavelength of the microwave.

케이싱(81)의 내주면에 있어서의 초크(84)의 아래쪽에는, 지지축(20)의 하부축(20b)과 케이싱(81) 사이를 기밀하게 막는 시일 부재로서의 자성 유체 시일(85)이 설치되어 있다. 자성 유체 시일(85)은, 예컨대 케이싱(81)에 내장된 원환형의 영구 자석(85a)과, 영구 자석(85a)과 하부축(20b) 사이에 봉입된 자성 유체(85b)에 의해 구성되어 있다. 이 자성 유체 시일(85)에 의해, 지지축(20)과 처리 용기(2) 사이가 기밀하게 유지된다.A magnetic fluid seal 85 as a seal member for sealing airtightly between the lower shaft 20b of the support shaft 20 and the casing 81 is provided below the chuck 84 on the inner peripheral surface of the casing 81 have. The magnetic fluid seal 85 is constituted by an annular permanent magnet 85a embedded in the casing 81 and a magnetic fluid 85b enclosed between the permanent magnet 85a and the lower shaft 20b have. The magnetic fluid seal 85 keeps airtight between the support shaft 20 and the processing container 2. [

베어링(80)은, 지지축(20)에 있어서의 자성 유체 시일(85)의 아래쪽에 설치되어 있다. 베어링(80)은, 케이싱(81)에 의해 지지되어 있다. 이에 따라 지지축(20)은, 케이싱(81)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있는 상태로 지지되어 있다. 또한, 도 3에는 레이디얼 방향의 베어링만 도면으로 나타내고 있지만, 필요에 따라 수직 방향의 하중을 지지하는 스러스트 베어링을 설치하여도 좋다.The bearing 80 is provided below the magnetic fluid seal 85 in the support shaft 20. [ The bearing (80) is supported by a casing (81). Thus, the support shaft 20 is supported so as to freely rotate with respect to the casing 81. Although only the radial bearing is shown in Fig. 3, a thrust bearing for supporting the load in the vertical direction may be provided as required.

케이싱(81)의 하단에는 원환 형상을 갖는 로터리 조인트(82)가 접속되어 있다. 로터리 조인트(82)는, 베어링(86)을 통해 하부축(20b)과 접속되어 있고, 하부축(20b)은 로터리 조인트(82)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있도록 되어 있다. 로터리 조인트(82)의 측면에는, 냉각수 공급관(90)이 접속되어 있고, 냉각수 공급관(90)의 예컨대 아래쪽에는 냉각수 배출관(91)이 접속되어 있다. 하부축(20b)의 외주면에 있어서의 냉각수 공급관(90)과 냉각수 배출관(91)에 대응하는 위치에는, 원환형의 홈(92, 93)이 각각 형성되어 있다. 하부축(20b)의 내부에는, 홈(92)으로 연통하고, 위쪽으로 수직으로 연신되는 냉각수 공급로(94)가 형성되어 있다. 냉각수 공급로(94)는, 플랜지(21) 근방까지 연신되고, 플랜지(21) 근방으로부터 아래쪽으로 수직으로 되접어 꺾여 홈(93)에 접속되어 있다. 냉각수 공급관(90)에는 도시하지 않은 냉각수 공급원이 접속되어 있고, 냉각수 공급원으로부터 공급되는 냉각수는, 냉각수 공급관(90), 냉각수 공급로(94)를 통해 플랜지(21)를 냉각시키고, 그 후 냉각수 배출관(91)으로부터 배출된다.A rotary joint 82 having an annular shape is connected to the lower end of the casing 81. The rotary joint 82 is connected to the lower shaft 20b through a bearing 86 and the lower shaft 20b is freely rotatable with respect to the rotary joint 82. [ A cooling water supply pipe 90 is connected to the side of the rotary joint 82 and a cooling water discharge pipe 91 is connected to the lower side of the cooling water supply pipe 90, for example. Circular grooves 92 and 93 are formed at positions corresponding to the cooling water supply pipe 90 and the cooling water discharge pipe 91 on the outer peripheral surface of the lower shaft 20b. A cooling water supply passage 94 communicating with the groove 92 and vertically extending upward is formed in the lower shaft 20b. The cooling water supply path 94 is extended to the vicinity of the flange 21 and folded vertically downward from the vicinity of the flange 21 and connected to the groove 93. A cooling water supply source (not shown) is connected to the cooling water supply pipe 90. The cooling water supplied from the cooling water supply source cools the flange 21 through the cooling water supply pipe 90 and the cooling water supply path 94, (91).

로터리 조인트(82)의 내주면에는, 홈(92) 및 홈(93)을 끼우도록 상하로 O링(95)이 설치되어 있다. 이에 따라, 로터리 조인트(82)와 하부축(20b) 사이에서 누설되지 않고, 냉각수 공급로(94)에 냉각수가 공급된다.An O-ring 95 is vertically provided on the inner peripheral surface of the rotary joint 82 so as to sandwich the groove 92 and the groove 93. Accordingly, the cooling water is not leaked between the rotary joint 82 and the lower shaft 20b but is supplied to the cooling water supply path 94. [

하부축(20b)의 예컨대 하단면에는, 원주 형상의 슬립 링(100)이 접속되어 있다. 슬립 링(100)의 하단면의 중앙부에는, 원반형의 회전 전극(101)이 설치되고, 회전 전극(101)의 바깥쪽에는, 예컨대 원환형의 회전 전극(102)이 설치되어 있다. 회전 전극(101, 102)에는, 서셉터(10)에 고주파 전원(12)으로부터의 고주파 전력을 공급하거나, 서셉터(10) 내부의 히터로 급전하거나 하는 도선(110, 111)이 각각 전기적으로 접속되어 있다. 도선(110, 111)은, 지지축(20) 내부의 중공 부분을 따라 위쪽으로 연신되어 설치되고, 서셉터(10)에 접속되어 있다. 도선(110, 111)에 대한 급전에 있어서는, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이, 브러시(103)를 통해 회전 전극(101, 102)에 전원이 접속된다. 브러시(103)는, 예컨대 도시하지 않은 고정 부재에 의해, 예컨대 처리 용기(2)의 본체부(2a)와의 상대적인 위치 관계가 변화하지 않도록 고정되어 있다. 또한, 도 3에서는, 회전 전극(101, 102)에, 브러시(103)를 통해 정합기(11), 고주파 전원(12)을 접속한 상태를 도시하고 있지만, 회전 전극의 배치나 설치수 등은 본 실시형태의 내용에 한정되지 않고, 임의로 설정이 가능하다. 회전 전극에 접속되는 기기로는, 예컨대 히터(13)에 전력을 공급하는 전원이나, 정전척에 전압을 인가하는 전원, 혹은 히터(13)의 온도 제어용으로 이용되는 서셉터(10)에 내장된 열전대 등을 들 수 있다.A cylindrical slip ring 100 is connected to the lower end surface of the lower shaft 20b, for example. A disk-shaped rotary electrode 101 is provided at the center of the lower end surface of the slip ring 100 and an annular rotary electrode 102 is provided at the outer side of the rotary electrode 101, for example. The rotating electrodes 101 and 102 are provided with electric wires 110 and 111 which supply high frequency power from the high frequency power source 12 to the susceptor 10 or feed the high frequency power to the heater inside the susceptor 10, Respectively. The conductors 110 and 111 are extended upward along the hollow portion inside the support shaft 20 and are connected to the susceptor 10. Power is supplied to the rotating electrodes 101 and 102 through the brushes 103 as shown in Fig. 3, for example. The brush 103 is fixed, for example, by a fixing member (not shown) so that the relative positional relationship with the main body portion 2a of the processing container 2 does not change. 3 shows the state in which the matching device 11 and the high frequency power source 12 are connected to the rotating electrodes 101 and 102 through the brushes 103. However, The present invention is not limited to the contents of the present embodiment, and can be arbitrarily set. Examples of the equipment connected to the rotating electrode include a power source for supplying electric power to the heater 13 or a power source for applying a voltage to the electrostatic chuck or a susceptor 10 built in a susceptor 10 used for temperature control of the heater 13 A thermocouple, and the like.

예컨대 하부축(20b)에 있어서의 로터리 조인트(82)의 아래쪽에는, 슬립 링(100)을 둘러싸는 원통 형상으로 형성된 차폐 부재(112)가 고정되어 있다. 차폐 부재(112)는 예컨대 절연 부재에 의해 형성되어 있고, 슬립 링(100)과 브러시(103)의 접촉부 등이 노출되지 않도록 되어 있다.For example, a shielding member 112 formed in a cylindrical shape surrounding the slip ring 100 is fixed to the lower side of the rotary joint 82 in the lower shaft 20b. The shielding member 112 is formed, for example, by an insulating member so that the contact portion between the slip ring 100 and the brush 103 is not exposed.

또한, 차폐 부재(112)의 외주부에는, 벨트(120)가 접속되어 있다. 벨트(120)에는, 모터(121)가 샤프트(122)를 통해 접속되어 있다. 따라서, 모터(121)를 회전시킴으로써, 샤프트(122) 및 벨트(120)를 통해 차폐 부재(112)가 회전하고, 차폐 부재(112)와 고정된 지지축(20)이 회전한다. 이들 차폐 부재(112), 벨트(120), 모터(121)에 의해, 본 발명에 있어서의 회전 구동 기구(83)가 형성되어 있다. 지지축(20)이 회전하면, 슬립 링(100)도 함께 회전하지만, 브러시(103)에 의해 회전 전극(101, 102)과의 전기적인 접속은 유지된다. 또한, 지지축(20)의 회전에 의해 하부축(20b) 내에 형성된 냉각수 공급로(94)도 회전하지만, 하부축(20b)에 형성된 홈(92, 93)을 통해 냉각수 공급관(90), 냉각수 배출관(91)과의 접속이 유지되기 때문에, 지지축(20)을 회전시킨 경우에도, 냉각수 공급로(94)로의 냉각수의 공급이 유지된다.Further, a belt 120 is connected to the outer peripheral portion of the shielding member 112. To the belt 120, a motor 121 is connected via a shaft 122. [ Therefore, by rotating the motor 121, the shielding member 112 is rotated through the shaft 122 and the belt 120, and the shielding member 112 and the fixed support shaft 20 are rotated. The rotary drive mechanism 83 of the present invention is formed by the shielding member 112, the belt 120, and the motor 121. When the support shaft 20 rotates, the slip ring 100 rotates together, but the electrical connection with the rotary electrodes 101 and 102 is maintained by the brush 103. The cooling water supply passage 94 formed in the lower shaft 20b also rotates by the rotation of the support shaft 20. The cooling water supply passage 90 is formed through the grooves 92 and 93 formed in the lower shaft 20b, The supply of cooling water to the cooling water supply path 94 is maintained even when the support shaft 20 is rotated because the connection with the discharge pipe 91 is maintained.

또한, 도 3에서는, 케이싱(81)의 아래쪽에 로터리 조인트(82), 회전 구동 기구(83)를 이 순서로 설치하였지만, 회전 구동 기구(83)에 의해 지지축(20)을 적절히 회전시킬 수 있으면, 이들 배치나 형상은 임의로 설정이 가능하다. 또한, 회전 구동 기구(83)의 구성에 대해서도, 본 실시형태의 내용에 한정되지 않고, 모터(121)의 배치나, 모터(121)의 구동력을 지지축(20)으로 전달하는 기구에 대해서는 임의로 설정할 수 있다.3, the rotary joint 82 and the rotary drive mechanism 83 are provided in this order below the casing 81. However, the rotary shaft 83 can be rotated by the rotary drive mechanism 83 These arrangements and shapes can be arbitrarily set. The arrangement of the motor 121 and the mechanism for transmitting the driving force of the motor 121 to the support shaft 20 may be arbitrarily set in the configuration of the rotation drive mechanism 83, Can be set.

이와 같이, 회전 시일 기구(35)는, 지지축(20)을 통해 서셉터(10)를 회전시킴으로써, 복수의 막대형 부재(46)에 대하여 서셉터(10)를 이동시킨다. 즉, 회전 시일 기구(35)는, 서셉터(10)를 회전시킴으로써, 복수의 막대형 부재(46)와, 서셉터(10)를 상대적으로 이동시킨다. 이에 따라, 서셉터(10) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시킬 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 피처리면 전체면에 대하여, 균일한 플라즈마 처리를 행할 수 있다.Thus, the rotation seal mechanism 35 moves the susceptor 10 relative to the plurality of rod-shaped members 46 by rotating the susceptor 10 through the support shaft 20. That is, the rotation seal mechanism 35 relatively moves the plurality of rod members 46 and the susceptor 10 by rotating the susceptor 10. This makes it possible to uniformly introduce ions in the plasma from the oblique direction into the wafer W on the susceptor 10 so that uniform plasma processing can be performed on the entire surface of the wafer W to be processed .

여기서, 복수의 막대형 부재(46)와 서셉터(10)의 상대 이동에 의한 플라즈마 처리의 균일화의 메커니즘에 대해서 상세히 설명한다. 도 4a∼도 4c는 일 실시형태에 있어서의 복수의 막대형 부재와 서셉터의 상대 이동에 의한 플라즈마 처리의 균일화의 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.Here, the mechanism of the uniformization of the plasma treatment by the relative movement of the plurality of rod members 46 and the susceptor 10 will be described in detail. 4A to 4C are views for explaining the mechanism of the uniformity of the plasma processing by the relative movement of the plurality of rod members and the susceptor in one embodiment.

복수의 막대형 부재(46)는, 전술한 바와 같이, 서셉터(10)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)의 중간 위치보다 서셉터(10)에 가까운 위치에 설치되어 있다. 복수의 막대형 부재(46)는, 서셉터(10)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40) 사이에 발생하는 플라즈마의 일부를 차폐한다. 복수의 막대형 부재(46)에 의해 플라즈마의 일부가 차폐되면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 각 막대형 부재(46)와 서셉터(10) 사이에 끼워지는 영역에 있어서, 플라즈마 밀도가 저하되고, 웨이퍼(W)의 피처리면의 위쪽에 있어서, 플라즈마 밀도의 분포는, 불균일한 분포가 된다.As described above, the plurality of rod-shaped members 46 are provided closer to the susceptor 10 than the intermediate position between the susceptor 10 and the radial line slot antenna 40. The plurality of rod members 46 shield a part of the plasma generated between the susceptor 10 and the radial line slot antenna 40. When a part of the plasma is shielded by the plurality of the rod members 46, as shown in Fig. 4A, in the region sandwiched between each rod member 46 and the susceptor 10, the plasma density is lowered And the distribution of the plasma density becomes non-uniform distribution above the surface to be processed of the wafer W.

여기서, 플라즈마의 전력이 일정한 경우, 플라즈마 밀도와, 웨이퍼(W)의 피처리면의 위쪽에 형성되는 플라즈마 시스의 전위(이하 「시스 전위」라고 부름)는 반비례하는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 플라즈마 밀도의 분포가 불균일한 분포로 하면, 플라즈마 밀도의 분포를 반전시켜 얻어지는 시스 전위의 분포도 또한 불균일한 분포가 된다. 그렇게 하면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 플라즈마 시스의 시스면은, 웨이퍼(W)의 피처리면에 대하여 경사지는 경사면(이하 「경사 시스면」이라고 부름)을 포함하는 형상이 된다. 그렇게 하면, 도 4c의 (a)에 도시된 바와 같이, 경사 시스면에 대하여 수직인 방향을 따라 플라즈마 중의 이온이 가속되고, 가속된 플라즈마 중의 이온이 웨이퍼(W)의 피처리면에 대하여 경사 방향으로부터 입사된다. 이에 따라, 플라즈마 중의 이온이 웨이퍼(W)의 트렌치의 측부 중 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따른 「일부의 면」에 경사 방향으로부터 조사되고, 웨이퍼(W)의 트렌치의 측부의 상기 「일부의 면」에 SiN막이 형성된다.Here, when the power of the plasma is constant, it is known that the plasma density is inversely proportional to the potential of the plasma sheath (hereinafter referred to as " coving potential ") formed above the surface to be treated of the wafer W. Therefore, assuming that the distribution of the plasma density is non-uniform, the distribution of the covariance potential obtained by reversing the distribution of the plasma density also becomes non-uniform distribution. 4B, the sheath surface of the plasma sheath has a shape including an inclined surface inclined with respect to the surface to be processed of the wafer W (hereinafter referred to as " inclined sheath surface "). 4C, ions in the plasma are accelerated along a direction perpendicular to the inclined sheath surface, and ions in the accelerated plasma are accelerated from an inclined direction with respect to the surface to be processed of the wafer W . Thereby, the ions in the plasma are irradiated from the oblique direction to the " part of the face " along the circumferential direction of the wafer W among the side portions of the trench of the wafer W, SiN film is formed on the " surface ".

그리고, 회전 시일 기구(35)가 서셉터(10)를 회전시켜 복수의 막대형 부재(46)와 서셉터(10)를 상대적으로 이동시키면, 경사 시스면과 서셉터(10) 상의 웨이퍼(W)의 위치 관계가 변화된다. 이에 따라, 도 4c의 (b)에 도시된 바와 같이, 플라즈마 중의 이온이 웨이퍼(W)의 트렌치의 측부 중 상기 「일부의 면」과는 상이한 「다른 면」에 경사 방향으로부터 조사되고, 웨이퍼(W)의 트렌치의 측부의 상기 「다른 면」에 SiN막이 형성된다. 즉, 회전 시일 기구(35)가 복수의 막대형 부재(46)와, 서셉터(10)를 상대적으로 이동시킴으로써, 플라즈마 중의 이온이 웨이퍼(W)의 트렌치의 측부에 경사 방향으로부터 균일하게 조사되기 때문에, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따른 성막 속도의 균일성이 유지된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 피처리면 전체면에 대하여, 균일한 플라즈마 처리가 행해진다.When the rotating seal mechanism 35 rotates the susceptor 10 to relatively move the plurality of rod members 46 and the susceptor 10, the inclined sheath surface and the wafer W on the susceptor 10 ) Is changed. Thus, as shown in FIG. 4C, the ions in the plasma are irradiated from the oblique direction to the " other surface " of the side portion of the trench of the wafer W different from the " W " on the " other surface " of the side of the trench. That is, by rotating the plurality of rod-shaped members 46 and the susceptor 10 relative to each other, the rotation seal mechanism 35 uniformly irradiates the ions in the plasma from the oblique direction to the side of the trench of the wafer W The uniformity of the film forming speed along the circumferential direction of the wafer W is maintained. Thus, uniform plasma processing is performed on the entire surface of the wafer W to be processed.

이상, 본 실시형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 서셉터(10)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)의 중간 위치보다 서셉터(10)에 가까운 위치에 복수의 막대형 부재(46)를 설치하고, 복수의 막대형 부재(46)와 서셉터(10)를 상대적으로 이동시킨다. 이에 따라, 서셉터(10) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시킬 수 있고, 결과적으로, 웨이퍼(W)의 피처리면 전체면에 대하여, 균일한 플라즈마 처리를 행할 수 있다.As described above, in the plasma processing apparatus of the present embodiment, a plurality of rod members 46 are provided at positions closer to the susceptor 10 than intermediate positions of the susceptor 10 and the radial line slot antenna 40, The plurality of rod members 46 and the susceptor 10 are relatively moved. As a result, the ions in the plasma can uniformly enter the wafer W on the susceptor 10 from the oblique direction, and as a result, uniform plasma processing can be performed on the entire surface of the wafer W to be processed .

또한, 개시된 기술은, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능하다.The disclosed technique is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the present invention.

상기 실시형태에서는, 이동 기구로서 회전 시일 기구(35)가, 서셉터(10)를 회전시킴으로써, 복수의 막대형 부재(46)에 대하여 서셉터(10)를 이동시키는 예를 설명하였지만, 복수의 막대형 부재(46)와 서셉터(10)를 상대적으로 이동시키는 수법은 이것으로 한정되지 않는다. 예컨대, 이동 기구는, 복수의 막대형 부재(46)가 가동식인 경우, 복수의 막대형 부재(46)에 교차하는 방향으로서, 서셉터(10)에 대하여 평행한 방향을 따라 복수의 막대형 부재(46)를 왕복시킴으로써, 서셉터(10)에 대하여 복수의 막대형 부재(46)를 이동시켜도 좋다. 이에 따라, 상기 실시형태와 마찬가지로, 서셉터(10) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시킬 수 있고, 결과적으로, 웨이퍼(W)의 피처리면 전체면에 대하여, 균일한 플라즈마 처리를 행할 수 있다. 또한, 예컨대, 이동 기구는, 복수의 막대형 부재(46)가 가동식인 경우, 복수의 막대형 부재(46) 및 서셉터(10) 양쪽 모두를 운동시킴으로써, 복수의 막대형 부재(46)와 서셉터(10)를 상대적으로 이동시켜도 좋다.In the above embodiment, the case where the susceptor 10 is moved with respect to the plurality of rod members 46 by rotating the susceptor 10 has been described as the moving mechanism, but a plurality of The method of relatively moving the rod member 46 and the susceptor 10 is not limited to this. For example, when the plurality of rod-shaped members 46 are movable, the moving mechanism moves the plurality of rod-like members 46 along the direction parallel to the susceptor 10 in the direction crossing the plurality of rod- The plurality of rod members 46 may be moved with respect to the susceptor 10 by reciprocating the rod member 46. As a result, the ions in the plasma can be uniformly incident on the wafer W on the susceptor 10 from the oblique direction as in the above-described embodiment. As a result, with respect to the entire surface of the wafer W to be processed, A uniform plasma process can be performed. In addition, for example, when the plurality of rod-shaped members 46 are movable, the movement mechanism moves the plurality of rod-shaped members 46 and the susceptor 10 by moving both the rod- The susceptor 10 may be relatively moved.

또한, 상기 실시형태에서는, 서셉터(10)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)의 중간 위치보다 서셉터(10)에 가까운 위치에 복수의 막대형 부재(46)를 설치하는 예를 설명하였으나, 개시된 기술은 이것으로는 한정되지 않는다. 예컨대, 서셉터(10)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)의 중간 위치보다 서셉터(10)에 가까운 위치에 격자형 부재를 설치하여도 좋다. 이 경우, 격자형 부재와 서셉터(10)의 거리는, 격자형 부재의 피치(인접한 격자간의 거리) 이하로 설정된다. 또한, 이 경우, 회전 시일 기구(35)는, 서셉터(10)를 회전시킴으로써, 격자형 부재에 대하여 서셉터(10)를 이동시킨다. 이에 따라, 상기 실시형태와 마찬가지로, 서셉터(10) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시킬 수 있고, 결과적으로, 웨이퍼(W)의 피처리면 전체면에 대하여, 균일한 플라즈마 처리를 행할 수 있다.In the above embodiment, a plurality of rod members 46 are provided at positions closer to the susceptor 10 than intermediate positions of the susceptor 10 and the radial line slot antenna 40, The disclosed technique is not limited to this. For example, a lattice-like member may be provided at a position closer to the susceptor 10 than an intermediate position between the susceptor 10 and the radial line slot antenna 40. In this case, the distance between the lattice-like member and the susceptor 10 is set to be equal to or less than the pitch of the lattice-like members (distance between adjacent lattices). In this case, the rotation seal mechanism 35 moves the susceptor 10 to the lattice-like member by rotating the susceptor 10. As a result, the ions in the plasma can be uniformly incident on the wafer W on the susceptor 10 from the oblique direction as in the above-described embodiment. As a result, with respect to the entire surface of the wafer W to be processed, A uniform plasma process can be performed.

또한, 다른 실시형태로서, 플라즈마 처리 장치(1)는, 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)에 대하여 서셉터(10)를 경사시키는 경사 기구를 가져도 좋다. 이 경우, 회전 시일 기구(35)는, 경사 기구에 의해 경사된 서셉터(10)를 더 회전시킴으로써, 복수의 막대형 부재(46)에 대하여 서셉터(10)를 이동시킨다. 이에 따라, 서셉터(10) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 보다 균일하게 입사시킬 수 있고, 결과적으로, 웨이퍼(W)의 피처리면 전체면에 대하여, 보다 균일한 플라즈마 처리를 행할 수 있다. 또한, 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)에 대한 서셉터(10)의 경사 각도는, 조정 가능한 것이 바람직하다.As another embodiment, the plasma processing apparatus 1 may have a tilting mechanism for tilting the susceptor 10 with respect to the radial line slot antenna 40. [ In this case, the rotation seal mechanism 35 moves the susceptor 10 to the plurality of rod-shaped members 46 by further rotating the susceptor 10 inclined by the tilting mechanism. As a result, ions in the plasma can be more uniformly incident on the wafer W on the susceptor 10 from the oblique direction. As a result, more uniform plasma processing can be performed on the entire surface of the wafer W to be processed Can be performed. It is also preferable that the inclination angle of the susceptor 10 with respect to the radial line slot antenna 40 is adjustable.

또한, 상기 실시형태에서는, 개시된 기술이, 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마를 이용한 성막을 행하는 플라즈마 처리 장치(1)에 적용되는 경우를 설명하였으나, 개시된 기술이 적용되는 대상은 이것으로는 한정되지 않는다. 예컨대, 개시된 기술은, 플라즈마를 이용한 에칭을 행하는 장치나, 웨이퍼(W) 상에 적층된 막을 플라즈마에 의해 개질하는 장치 등에도 적용될 수 있다.In the above-described embodiment, the case where the disclosed technique is applied to the plasma processing apparatus 1 for performing film formation using plasma on the wafer W has been described, but the subject to which the disclosed technique is applied is not limited thereto . For example, the disclosed technique can be applied to an apparatus for performing etching using plasma, an apparatus for plasma-modifying a film stacked on the wafer W, and the like.

1 : 플라즈마 처리 장치 2 : 처리 용기
3 : 마이크로파 공급부 10 : 서셉터
11 : 정합기 12 : 고주파 전원
13 : 히터 14 : 승강핀
15 : 리프트 아암 16 : 승강 기구
17 : 포커스 링 20 : 지지축
21 : 플랜지 30 : 배기실
31 : 배기 기구 32 : 배기관
33 : 조정 밸브 34 : 배플판
35 : 회전 시일 기구 40 : 레이디얼 라인 슬롯 안테나
41 : 마이크로파 투과판 42 : 슬롯판
43 : 지파판 50 : 동축 도파관
60 : 제1 처리 가스 공급관 70 : 제2 처리 가스 공급관
80 : 베어링 81 : 케이싱
82 : 로터리 조인트 83 : 회전 구동 기구
84 : 초크 85 : 자성 유체 시일
W : 웨이퍼1: plasma processing apparatus 2: processing vessel
3: microwave supply part 10: susceptor
11: matching device 12: high frequency power source
13: heater 14: lift pin
15: lift arm 16: lifting mechanism
17: focus ring 20: support shaft
21: flange 30: exhaust chamber
31: exhaust mechanism 32: exhaust pipe
33: adjusting valve 34: baffle plate
35: rotation seal mechanism 40: radial line slot antenna
41: microwave transmitting plate 42: slot plate
43: Gapper plate 50: Coaxial waveguide
60: first process gas supply pipe 70: second process gas supply pipe
80: bearing 81: casing
82: Rotary joint 83: Rotary driving mechanism
84: choke 85: magnetic fluid seal
W: Wafer

Claims (5)

플라즈마 처리 장치에 있어서,
처리 용기와,
상기 처리 용기 내에 설치되고, 기판이 배치되는 배치대와,
상기 배치대에 대향하여 상기 처리 용기에 부착되고, 플라즈마를 생성하기 위한 전자 에너지를 상기 처리 용기 내로 공급하는 플라즈마 생성 기구와,
상기 배치대와 상기 플라즈마 생성 기구의 중간 위치보다 상기 배치대에 가까운 위치에 설치된 격자형 부재 또는 복수의 막대형 부재와,
상기 격자형 부재 또는 상기 복수의 막대형 부재와, 상기 배치대를 상대적으로 이동시키는 이동 기구
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.In the plasma processing apparatus,
A processing vessel,
A placement table that is provided in the processing vessel and on which a substrate is placed,
A plasma generation mechanism attached to the processing vessel in opposition to the placement stand, for supplying electron energy for generating plasma into the processing vessel;
A grid-like member or a plurality of rod-shaped members provided at positions closer to the placement table than intermediate positions of the placement table and the plasma generating mechanism,
The lattice-like member or the plurality of rod-shaped members, and a moving mechanism
The plasma processing apparatus comprising: 제1항에 있어서, 상기 이동 기구는, 상기 배치대를 회전시킴으로써, 상기 격자형 부재 또는 상기 복수의 막대형 부재에 대하여 상기 배치대를 이동시키는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the moving mechanism moves the placement table with respect to the lattice-like member or the plurality of rod-shaped members by rotating the placement table. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동 기구는, 상기 복수의 막대형 부재에 교차하는 방향으로서, 상기 배치대에 대하여 평행한 방향을 따라 상기 복수의 막대형 부재를 왕복시킴으로써, 상기 배치대에 대하여 상기 복수의 막대형 부재를 이동시키는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.3. The apparatus according to claim 1 or 2, wherein the moving mechanism reciprocates the plurality of rod-like members along a direction parallel to the placement stand as a direction crossing the plurality of rod-like members, And said plurality of rod-shaped members are moved relative to said plurality of rod-shaped members. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 격자형 부재 또는 상기 복수의 막대형 부재와, 상기 배치대의 거리는, 상기 격자형 부재 또는 상기 복수의 막대형 부재의 피치 이하인 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.3. The plasma processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the distance between the lattice-like member or the plurality of rod-shaped members and the placement stand is equal to or smaller than a pitch of the lattice-like member or the plurality of rod- . 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배치대에 대하여 바이어스 전력을 인가하는 고주파 전원을 더 갖는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.3. The plasma processing apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a high frequency power source for applying bias power to the placement table.
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